汽车手刹安装支架合件强度及刚度对比分析

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　　摘 要：本文基于某车型的汽车手刹安装支架合件提出了两个方向的设计改进，并采用CAE辅助分析手段，对其结构进行优化设计。CAE分析为手刹安装支架合件的设计提供有价值的理论依据。
　　关键词：手刹安装支架合件;强度;刚度
　　1 前言
　　手刹是汽车制动系统中使用频率很高的零件，手刹安装支架的强度和刚度是手刹安全使用的重要保证。本文针对某车型的汽车手刹安装支架强度较弱、刚度不足问题，提出新的改进方案，通过CAE分析验证可行性。
　　2 手刹安装支架合件问题描述及分析
　　本文研究的车型因采用不同平台的手刹，导致手刹安装支架合件相对同平台其他车型存在强度较弱、刚度不足的情况。由图1可知，手刹左右安装点距离L1=75mm，前后安装点直线距离为L2=65mm。对比图2所示平同台其他车型的距离可知，前后安装点距离明显过小，且不在同一面上。根据转矩计算公式：M=LF，其中L是转动轴到着点力的距离矢量，F是矢量力。根据手刹的作用机理，选取手刹前安装点作受力分析，则后安装点的摩擦力F对前安装点的力矩为M=FL2。施于手刹的力一定时，M一定的情况下，L2越大，F就越小。F值越小，手刹支架合件的强度和刚度越好。
　　3 手刹安装支架合件方案
　　首先，针对手刹安装支架合件刚度问题，提出方案1和方案2。
　　3.1 方案1：在原数据基础上，优化支架型面并增加筋条
　　原结构手刹安装支架合件主要由安装支架和支架加强板构成，手刹安装支架材料：BLD-FB-D，厚度t=1.0mm;支架加强板材料：BLC-FB-D，厚度t=1.5mm。由图3可知，手刹安装支架型面相对平整，安装面刚度弱，见图4。
　　3.2 方案2
　　在支架加强板内新增小的加强板，新增加强板材料BLC-FB-D，厚度t=1.5mm。零件重量增加0.2kg，见图5。
　　综合两个方案，同时实施。
　　4 手刹安装支架合件强度和刚度分析
　　通过对方案1、方案2和方案1+2的CAE分析值进行对比可知：3个方案均能有效改善手刹安装支架合件的强度和刚度，见图6。
　　5 结论
　　本文通过对手刹安装支架合件进行CAE模拟分析，确定其强度较弱、刚度不足的风险。通过对比多种不同优化方案得出，原始方案不满足设计要求，方案2零件成本高，設计过剩。综合性能、质量和成本考虑，建议采用方案1，既能满足强度要求，也能满足手刹使用的刚度要求。
　　参考文献：
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